电气设备绝缘试验二

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1、第六章电气设备绝缘试验（二）工频高压试验直流高压试验雷电冲击高压试验操作冲击高压试验§6-1工频高压试验交流耐压：是交流设备的基本耐压方式。适用于≤220kV以下的电力设备。以变压器为例，如图所示工频高压的产生工频高压试验变压器特点外形结构串级变压器高压绕组中点接壳的串级变压器原理电路图工频高压的测量工频高压的测量测量球隙稍不均匀-Ub偏差小于3%静电电压表0-1MHz，量程小于200kV分压器配用低压仪表电容分压，注意杂散电容影响，措施-屏蔽高压电容器配用整流装置杂散参数的影响工频分压器测压电路（杂散参数的影响）§6

2、-2直流高压试验在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。工频高电压-整流器-直流高压，倍压整流-直流高压串级装置-更高直流电压。(a)经整流器V1向电容器C1充电，负半波则经V2向C2充电，最后C1和C2上的电压均达到Um，在输出端得到2Um的直流高压。(b)负半波期间经V1向C1充电，而正半波期间电源与C1串联起来经V2向C2充电，C2上也可得2Um的直流高压。(c)由(b)演变来的，可以得到3U

3、m的直流高压。~TV1V2C1C2(a)~TV1V2C1C2(b)~TV1V2V3C1C2C3(c)图5-7几种倍压整流回路串级直流高压发生器利用(b)中的倍压整流电路为基本单元，多级串联起来即可组成一台串级直流高压发生器，理想情况可获得空载输出电压等于2nUm(n为级数)CCCCCC输出~图5-8串级直流高压发生器原理图§6-3冲击高压试验雷电冲击高压试验雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。国家标准规定额定电压≥220

4、kV，容量≥120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。操作冲击高压试验≥330kV电力设备的出厂试验应进行本项试验。在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤冲击高压试验冲击电压波形冲击电压发生器原理冲击电压发生器结构冲击电压测量a、雷电冲击电压波国标规定：冲击电压波形b、操作冲击电压波国标规定：冲击电压的一般表达式：u2=U1[exp（-t/

5、τ1）-exp（-t/τ2）]时间常数：τ1和τ21.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2u2由两个指数分量相加构成波前时间Tf由较小的时间常数τ2决定；半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数τ1决定波头的形成：放电电阻Rt→∞，球隙g0放电后，电压u2上升。Tf=3.24RfC1C2/（C1＋C2）因C1＞＞C2，Tf≈3.24RfC2波尾的形成：电压u2到达峰值U2m后，电容C1和C2一起经过电阻Rt放电。因一般C1＞＞C2，放电快慢主要决定于C1Tt＝0.69Rt(C1＋C2)≈0.69RtC1C2上电压u2的波形波前

6、波尾冲击电压发生器的基本原理冲击电压发生器概念：冲击电压发生器由一组并联的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后，通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭上升前沿的冲击电压波形。冲击波持续时间以微秒计，电压峰值一般为几十kV至几MV发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年获得专利，被称为马克思回路单级冲击电压发生器回路回路1回路2由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压不超过200~300kV。正极性冲击电压负极性冲击电压多级

7、冲击电压发生器回路T：供电高压变压器；D：整流用高压硅堆；r：保护电阻；R：充电电阻；rd:每级的阻尼电阻；C：每级的主电容；Cs：每级相应点的对地杂散电容；g1：点火球隙；g2～g4：中间球隙；g0：隔离球隙；“电容器并联充电，而后串联放电”电阻R的连接与隔离作用：在充电时起电路的连接作用；放电时则起隔离作用电容并联串联转换方法：诸电容由并联变成串联是靠一组球隙分别处于绝缘和放电来达到杂散电容与同步：实际上因杂散电容Cs是很小的，所以各中间球隙在放电前所作用到的过电压时间非常短促。为使诸球隙易于同步放电，在采用简单球隙

8、的条件下，它们应排列成相互能够放电（紫外线）照射的状态。阻尼电阻：为了防止杂散电感和对地分布的杂散电容引起高频振荡，电路中分布放置了阻尼电阻rd，一般每级为5Ω－25Ω。若级数为n，阻尼电阻的串联总值nrd称作为Rd。Rd也起着调节波前时间的作用，但在放电时它与Rt会造成分压，使输出的电压有所降低。工作特点：发生器电